Mini Üstten Görünümlü LED 65-21 Serisi Veri Sayfası - Parlak Kırmızı - 20mA - 120° Görüş Açısı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

65-21 serisi, kompakt, yüzey montaj, üstten görünümlü ışık yayan diyot (LED) ailesini temsil eder. Bu bileşenler, geniş bir görüş açısı ve verimli ışık bağlantısı gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Bu belgede açıklanan ana model, su berraklığında reçine içine kapsüllenmiş bir AlGaInP yarı iletken çip kullanılarak elde edilen parlak kırmızı bir renk yayar. Benzersiz paket tasarımı, ışığın baskılı devre kartı (PCB) üzerinden yayıldığı yukarıdan aşağı montaj yönelimine sahiptir ve bu da onu ışık boruları ve dalga kılavuzları ile kullanım için özellikle uygun hale getirir.

Bu serinin temel avantajları arasında IR reflow lehimleme gibi otomatik montaj süreçlerine uygunluğu, yüksek hacimli üretim için şerit ve makara üzerinde temin edilebilirliği ve RoHS ve kurşunsuz çevre standartlarına uygunluğu yer alır. 120 derecelik geniş görüş açısı, çeşitli açılardan iyi görünürlük sağlar ve bu da gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için kritik öneme sahiptir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, 25°C ortam sıcaklığı (Ta) altında tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bu limitin ötesinde bir ters gerilim uygulamak, jonksiyon bozulması riski taşır.
• Sürekli İleri Akım (I_F):50 mA. Bu, LED'in sürekli olarak kaldırabileceği maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akım (I_FP):100 mA. Bu darbe akım değeri (1/10 görev döngüsü, 1 kHz), çoklama veya parlaklık darbesi için yararlı olan kısa süreli aşırı akım koşullarına izin verir.
• Güç Dağılımı (P_d):110 mW. Bu, paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür ve ileri gerilim ve akımdan hesaplanır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) HBM:2000 V. Bu İnsan Vücudu Modeli değeri, orta düzeyde bir ESD hassasiyetini gösterir; uygun kullanım önlemleri gereklidir.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Cihaz endüstriyel sıcaklık aralıkları için derecelendirilmiştir.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Reflow lehimleme için, 10 saniye boyunca 260°C'lik bir tepe sıcaklığı belirtilmiştir. El lehimlemesi için limit, 3 saniye boyunca 350°C'dir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Performans, Ta=25°C ve standart test akımı (I_F) 20 mA'de ölçülür.

• Işık Şiddeti (I_v):Minimum 72 mcd'den maksimum 180 mcd'ye kadar değişir ve tipik bir değer bu aralık içindedir. ±%11'lik bir tolerans uygulanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):632 nm (tipik). Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):616.5 nm'den 634.5 nm'ye kadar değişir ve ±1 nm toleransa sahiptir. Bu, algılanan rengi (parlak kırmızı) tanımlar.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):20 nm (tipik). Bu, yayılan spektrumun maksimum gücünün yarısındaki genişliğidir.
• İleri Gerilim (V_F):20mA'de 1.75 V ila 2.35 V arasında değişir ve ±0.1 V toleransa sahiptir.
• Ters Akım (I_R):5V ters gerilim uygulandığında maksimum 10 μA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler, temel parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması (A Grubu)

Bu, renk noktasını tanımlar. Sınıflar E4'ten E7'ye kadar etiketlenir ve her biri 6 nm'lik bir aralığı kapsar (örneğin, E4: 616.5-622.5 nm, E5: 620.5-626.5 nm). Bu, tasarımcıların uygulamaları için çok spesifik kırmızı tonlarına sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Bu, parlaklık çıkışını tanımlar. Sınıflar Q1 (72-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd) ve R2 (140-180 mcd)'dir. Daha yüksek sınıf kodları daha yüksek parlaklığı gösterir.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması (B Grubu)

Bu, LED'leri elektriksel özelliklerine göre gruplandırır. Sınıflar 0 (1.75-1.95 V), 1 (1.95-2.15 V) ve 2 (2.15-2.35 V)'dir. Eşleşen gerilim sınıfları, paralel devrelerde akım sınırlama direnci tasarımını basitleştirebilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tasarım için gerekli olan birkaç karakteristik eğri sağlar.

4.1 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Eğri, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. Önerilen 20 mA çalışma noktasında, ileri gerilim 1.75V-2.35V sınıflandırma aralığı içine düşer. Tasarımcılar, akımı sınırlamak için bir seri direnç veya sabit akım sürücü kullanmalıdır, çünkü gerilimdeki küçük bir artış, akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olabilir.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri, ışık çıkışının, maksimum derecelendirilmiş sürekli akıma kadar akımla yaklaşık olarak doğrusal bir şekilde arttığını gösterir. 20mA'nin üzerinde çalıştırmak daha yüksek parlaklık sağlayacak, ancak aynı zamanda güç dağılımını ve jonksiyon sıcaklığını artıracak, bu da ömrü etkileyecektir.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Işık şiddeti, ortam sıcaklığı yükseldikçe azalır. Eğri, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritik olan düşürme oranını gösterir. LED'in çıkışı 25°C'de belirtilmiştir; 85°C'de çıkış önemli ölçüde daha düşük olacaktır.

4.4 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu grafik, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı tanımlar. Sıcaklık arttıkça, aşırı ısınmayı önlemek için maksimum güvenli akım azalır. 85°C'de, maksimum akım, 25°C'deki 50mA mutlak maksimum derecelendirmesinden daha düşüktür.

4.5 Spektral Dağılım

Spektrum, 20 nm bant genişliğine sahip, 632 nm (tepe) civarında merkezlenmiş dar, Gauss benzeri bir eğridir ve bu da monokromatik parlak kırmızı yayılımı doğrular.

4.6 Radyasyon Deseni

Polar diyagram, 120 derecelik görüş açısını gösterir. Yoğunluk dağılımı nispeten Lambertian'dır (kosinüs benzeri), geniş görüş konisi boyunca düzgün bir görünüm sağlar ve bu da göstergeler için idealdir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Dış Hat Boyutları

SMD paketi, aksi belirtilmedikçe tipik ±0.1mm toleranslarla belirli uzunluk, genişlik ve yükseklik boyutlarına (milimetre cinsinden) sahiptir. Çizim, üstten görünüm şeklini, yan profili ve lehimleme için önerilen PCB pad desenini (ayak izi) detaylandırır.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak, genellikle bir çentik, yeşil bir işaret veya paket altında farklı bir pad boyutu ile işaretlenir. Montaj sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

5.3 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşen, otomatik pick-and-place makineleri için taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Ana boyutlar arasında yuva boyutu (LED'i tutmak için), şerit genişliği, adım (yuvalar arası mesafe) ve makara çapı yer alır. Standart makara 2000 adet içerir.

5.4 Neme Dayanıklı Paketleme

Makara, nem emilimini önlemek için kurutucu ile alüminyum nem geçirmez torbalarda mühürlenir; bu, reflow lehimleme sırasında "patlamış mısır" (paket çatlaması) olayını önlemek için kritik öneme sahiptir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen profil, bir ön ısıtma aşaması, bir soak bölgesi, 10 saniye boyunca 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığına sahip bir reflow bölgesi ve kontrollü bir soğutma aşaması içerir. Profil, maksimum Tsol derecelendirmesine uymalıdır.

6.2 El Lehimleme

El lehimlemesi gerekliyse, havya ucu sıcaklığı 350°C'yi aşmamalı ve temas süresi pad başına 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Mümkünse bir soğutucu kullanın.

6.3 Depolama ve Kullanım Önlemleri

• ESD Koruması:Topraklanmış çalışma istasyonları ve bileklikler kullanın.
• Nem Hassasiyeti:Nem geçirmez torbayı kullanıma hazır olana kadar açmayın. Torba açılırsa, bileşenleri belirtilen raf ömrü içinde kullanın veya uygun prosedürlere göre yeniden kurutun.
• Depolama Koşulları:Açılmamış torbaları 30°C veya daha düşük ve %90 bağıl nem veya daha düşük sıcaklıklarda saklayın.

7. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Optik Göstergeler:Tüketici elektroniği, endüstriyel ekipman ve otomotiv gösterge panellerindeki durum ışıkları.
• Işık Borusu/Kılavuz Bağlantısı:Üstten görünüm, PCB üzerinden yayılım, düğme arka aydınlatması veya panel aydınlatması için akrilik veya polikarbonat ışık kılavuzlarına ışık enjekte etmek için idealdir.
• Arka Aydınlatma:LCD'ler, tuş takımları, anahtarlar ve membran paneller için.
• Genel Dekoratif Aydınlatma:Tabelalar, vurgu aydınlatması ve aydınlatmalı reklamlarda.
• İç Otomotiv Aydınlatması:Gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması vb.

7.2 Kritik Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama Zorunludur:Harici bir seri akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü KULLANILMALIDIR. İleri gerilim bir toleransa ve negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani jonksiyon ısındıkça azalır. Akım sınırlama olmadan, termal kaçak meydana gelebilir ve bu da hızlı bir arızaya yol açabilir.
• Termal Yönetim:Paket küçük olsa da, güç dağılımı (110mW'ye kadar) ısı üretir. Özellikle yüksek akımlarda veya sıcak ortamlarda çalışırken, ısıyı uzaklaştırmak için yeterli PCB bakır alanı (termal rahatlatma pedleri) sağlayın.
• Optik Tasarım:Işık borusu uygulamaları için, LED ile ışık kılavuzu giriş noktası arasındaki mesafe ve kılavuzun geometrisi, bağlantı verimliliğini maksimize etmek için optimize edilmelidir.
• Tutarlılık için Sınıflandırma:Birden fazla LED arasında düzgün renk ve parlaklık gerektiren uygulamalar için, sıkı sınıflar belirtin (örneğin, tek bir Baskın Dalga Boyu sınıfı ve Işık Şiddeti sınıfı).

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

65-21 serisi, özelliklerinin spesifik kombinasyonu ile kendini farklılaştırır:

• Standart Yandan Görünümlü LED'lere Karşı:Üstten görünüm, PCB üzerinden yayılım, ışık borusu uygulamaları için belirgin bir avantajdır, çünkü LED'in kılavuzun hemen altında düz bir şekilde kart üzerine monte edilmesine olanak tanır ve mekanik tasarımı basitleştirir.
• Dar Açılı LED'lere Karşı:120 derecelik görüş açısı çok daha geniş bir görünürlük sunar ve görüş pozisyonunun sabit olmadığı ön panel göstergeleri için üstündür.
• Otomatikleştirilemeyen Paketlere Karşı:SMT paketi ve şerit-makara mevcudiyeti, onu modern, yüksek hızlı, otomatik montaj hatları için oldukça uygun hale getirir ve delikli LED'lere kıyasla üretim maliyetini düşürür.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V bir lojik kaynaktan sürebilir miyim?

A: Hayır. Her zaman bir seri akım sınırlama direnci kullanmalısınız. Direnç değeri R = (V_kaynak- V_F) / I_F olarak hesaplanır. Akımın 20mA'yi aşmamasını sağlamak için muhafazakar bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_F (2.35V) değerini kullanın.

S: LED'i 20mA yerine 30mA'de çalıştırırsam ne olur?

A: Işık şiddeti daha yüksek olacaktır, ancak güç dağılımı ve jonksiyon sıcaklığı artacaktır. 30mA'nin maksimum ortam sıcaklığınızda güvenli olduğundan emin olmak için düşürme eğrisini kontrol etmelisiniz. Uzun vadeli güvenilirlik azalabilir.

S: Sipariş için parça numarasını/kodunu nasıl yorumlarım?

A: Kod (örneğin, etiket açıklamasından: CAT/HUE/REF), Sınıflandırma seçimlerini belirtir. Gereksinim duyduğunuz Işık Şiddeti (CAT), Baskın Dalga Boyu (HUE) ve İleri Gerilim (REF) sınıflarına göre sipariş verirsiniz.

S: Bir soğutucu gerekli mi?

A: Genellikle 20mA'de tek bir LED için gerekli değildir. Ancak, birden fazla LED birbirine yakın yerleştirilmişse veya yüksek akımlar/ortam sıcaklıklarında çalıştırılıyorsa, toplu ısı PCB üzerinde termal yönetim gerektirebilir.

10. Pratik Tasarım Örneği

Senaryo:5V hattından beslenen bir cihaz için durum göstergesi tasarlama. LED standart 20mA'de sürülmelidir.

1. Seri Direnç Hesaplama:Tahmin için tipik bir V_F değeri olan 2.0V kullanarak: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. V_F değişimine karşı sağlamlık için, maksimum akımı hesaplamak için minimum V_F (1.75V) değerini kullanın: I_maks= (5V - 1.75V) / 150Ω ≈ 21.7mA, bu güvenlidir. Standart 150Ω, 1/10W'luk bir direnç uygundur.
2. PCB Yerleşimi:LED'i önerilen pad desenine göre yerleştirin. Isı dağılımı için pedlerin etrafına biraz bakır alan ekleyin. İpek ekrandaki polarite işaretinin LED'in katot göstergesiyle eşleştiğinden emin olun.
3. Optik Arayüz:Bir ışık borusu kullanıyorsanız, mesafeyi ve hizalamayı modelleyin. Küçük bir hava boşluğu veya şeffaf silikon jel kullanımı, ışık bağlantı verimliliğini artırabilir.

11. Çalışma Prensibi

Bu LED, bir AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) yarı iletken çipine dayanır. Diyotun jonksiyon potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. AlGaInP malzemelerinde, bu yeniden birleşme enerjiyi, görünür spektrumun kırmızıdan kehribar kısmına (yaklaşık 590-650 nm) karşılık gelen fotonlar şeklinde salar. AlGaInP katmanlarının spesifik bileşimi, baskın dalga boyunu belirler ve bu parlak kırmızı varyant için 632 nm'dir. Su berraklığındaki epoksi reçine kapsülleyici, çipi korur, mekanik stabilite sağlar ve geniş 120 derecelik görüş açısını elde etmek için ışık çıkış hüzmesini şekillendirir.

12. Teknoloji Trendleri

65-21 serisi gibi minyatür üstten görünümlü SMD LED'ler, optoelektronikte miniaturizasyon, daha yüksek verimlilik ve otomatik üretimle daha büyük entegrasyona doğru olan geniş bir trendin parçasıdır. Bu tür bileşenleri etkileyen endüstrideki devam eden temel gelişmeler şunlardır:

• Artırılmış Verimlilik:Devam eden malzeme bilimi iyileştirmeleri, aynı çip boyutundan daha fazla lümen/watt (daha yüksek etkinlik) üretmeyi amaçlar, bu da daha parlak çıkış veya daha düşük güç tüketimi sağlar.
• Geliştirilmiş Renk Tutarlılığı:Epitaksiyel büyüme ve sınıflandırma süreçlerindeki ilerlemeler, baskın dalga boyu ve ışık şiddeti toleranslarını sıkılaştırmaya devam eder ve tasarımcılara daha düzgün ışık kaynakları sağlar.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik:Daha iyi kapsülleyici malzemeler ve paketleme teknikleri üzerine yapılan araştırmalar, daha uzun çalışma ömrüne ve termal döngü, nem ve diğer çevresel streslere karşı gelişmiş dirence yol açar.
• Sürücülerle Entegrasyon:Bir pazar trendi, kontrol devrelerinin (sabit akım sürücüleri, PWM kontrolörleri) doğrudan LED paketlerine entegre edilmesidir, bu da son kullanıcı devre tasarımını basitleştirir.